本文來源：物聯傳媒
本文作者：旸谷
電網是全球覆蓋面最廣的網絡，電流過的區域遠比人踏足的區域要寬廣的多。而電力線四通八達，它的價值不只能傳輸電能，還可以傳輸通信數據。因而，通過電網所實現的物聯網設備數據的采集及遠程控制，將能帶來真正的萬物互聯。
近年來，隨著分布式能源（尤其是分布式光伏）的快速發展，對配網數字化建設提出了更高的要求。大規模分布式發電接入系統后，將顯著影響配電網的潮流分布、電能質量、短路電流大小，進而影響到傳統保護元件的故障定位和供電恢復功能。這就需要加強對配電網的監測與控制。
當前，在我國大力推進新型電力系統建設的大背景下，我國配電網數字化建設規模也呈逐年擴大的態勢——國家電網“十四五”期間配電網建設投資超過 1.2 萬億元，占比 60%以上；南方電網提出在“十四五”期末全面建成數字化平臺，智能電表、低壓集抄覆蓋率百分百、自動抄表率提升至 99%以上，配電自動化覆蓋率達到 90%以上，通信網百分百 覆蓋。南方電網現已在“十四五”數字化、配電網建設上投資 3200 億元，占總投資近一半。
同時，作為支撐電力行業數字化發展的關鍵基礎設施，電力物聯網將迎來快速發展。根據國家電網數據顯示，2018年底國網系統接入的終端設備超過5億只，國家電網規劃預計到2025年接入終端設備將超過10億只，2030年接入的終端設備數量將達到20億只，成為接入設備最大的物聯網生態圈，為多領域帶來巨大市場機會。
由于電力物聯網是個龐大復雜的生態圈，筆者難以以一文述之，此次便從構建電力物聯網的通信底座展開，基于當前較熱的PLC通信市場發展現狀及相關公司財報進行分析。
PLC通信介紹
當前，常見的物與物之間的通信方式主要有四大類：
來源：PLC-IoT產業發展白皮書
以上四類通信方式中，前面兩種是有線通信技術，后面 兩種是無線通信技術，有線通信受線路特性影響較多， 無線通信則受環境因素影響較大。其中電力線通信技術的突出特點是網隨電通，對于那些有電力線供電的設備，無需額外部署專門的通信線路即可接入網絡。
PLC技術按頻段可分為窄帶、中頻帶和寬帶技術。
窄帶電力通信技術是最早用在配電網絡中的 PLC 技術，有一系列國際標準，如 G3-PLC、PRIME、IEEE 1901.2 等，載波頻帶主要分布在 3 ～ 500 kHz，主要用于遠程抄表。
中頻帶 PLC 技術發源于中國，基于國家電網公司 HPLC 規范的中頻帶技術，廣泛用于國內用電信息采集領域，并于 2018 年在 IEEE 完成標準化，發布了 IEEE 1901.1 國際標準。
寬帶PLC技術增強了大帶寬優勢，適用于短程應用，常見于家庭寬帶接入，也可以借助中繼來進行遠程傳輸。
來源：華為 PLC-IOT產業白皮書
PLC技術在電力系統自動化中發揮著重要作用。以下是一些PLC技術在電力系統自動化中的應用：
配電自動化，PLC技術可實現配電自動化的監測和控制，包括故障定位、隔離和恢復等功能。通過PLC技術，可以實時監測配電系統的狀態，及時發現和處理故障，提高配電系統的可靠性和安全性。
電能質量監測，PLC技術可以實現對電能質量的實時監測和分析，包括電壓、電流、頻率、諧波等參數的測量和分析。通過PLC技術，可以及時發現電能質量問題，采取相應的措施進行改善，保證電力系統的穩定運行。
電力需求側管理，PLC技術可以實現電力需求側的管理和控制，包括用電負荷的監測、分析和控制等功能。通過PLC技術，可以實時監測用電負荷的變化，根據實際需求進行調度和控制，提高電力系統的運行效率和經濟性。
遠程監控和控制，PLC技術可以實現電力系統的遠程監控和控制，包括遠程數據采集、傳輸和處理等功能。通過PLC技術，可以實時監測電力系統的運行狀態，及時發現和處理問題，提高電力系統的可靠性和安全性。PLC技術在電力系統自動化中發揮著重要作用，可以提高電力系統的可靠性、安全性和經濟性。隨著技術的不斷發展，PLC技術在電力系統自動化中的應用前景將會更加廣闊。
此外，PLC技術還可以應用于智能家居、智能建筑、智能交通等領域，實現各種設備的智能化控制和數據傳輸。
盡管PLC技術曾因電網環境復雜、噪聲干擾嚴重以及時變性大等因素也曾受到質疑，但從商業角度來看，PLC利用無所不在的電力線網絡作為通信媒介，極大地降低了高昂的網絡建設費用和后續運維管理費用。
近年來，隨著調制/解調與糾錯技術的發展，半導體集成技術的提高，PLC通信集成電路的抗干擾能力大大提升，國內廠商創新研發水平也在不斷突破，PLC在電力通信市場的地位是不可取代的。
PLC市場現狀
根據QYR（恒州博智）的統計及預測，2021年全球電力線通信(PLC)系統市場銷售額達到了72億美元，預計2028年將達到147億美元，年復合增長率（CAGR）為10.6%（2022-2028）。地區層面來看，當前，歐洲是全球最大的電力線通信(PLC)系統市場，占有近30%的市場份額，之后是中國和北美市場，共占全球總市場的43%。而隨著我國新型電網建設的推進，和“物超人”背景下物聯網應用的多點開花，中國PLC市場將繼續快速增長。
縱觀國內市場，PLC技術雖起源于歐美，但隨著國內廠商的崛起，現已逐漸實現國產化。在窄帶低速電力線載波通信領域，意發半導體ST、美國埃斯朗Echelon等廠家基本被國內企業取代；在高速電力線通信領域，自2018 年開啟的高速電力線載波浪潮，國外廠商陸續退出國內市場。
當前，布局PLC通信業務的公司主要有華為海思、東軟載波、力合微、鼎信載波、深圳智微電子等。
而關于PLC市場競爭格局，實際受廠商技術與國網南網兩大行業主要客戶的技術需求貼合度影響，市場變化較大。2017年國家電網HPLC互聯互通技術規范（芯片級）后，2020年發布了“雙模通信互聯互通技術規范”。2022年又調整需求從 HPLC 全部切換到高速雙模。這些需求的變化都需要相關廠家不斷通過技術創新來搶占潮頭。
相關公司業務
昨日，力合微發布前三季度業績預告，預計 2023 年前三季度實現營業收入44,830.81 萬元，與上年同期相比，將增加 9,875.58 萬元，同比增長 28.25%。同時預計 2023 年前三季度實現歸屬于母公司所有者的凈利潤為 8,000 萬元至 8,300 萬元，同比增長 55.65%至 61.48%。
關于業績增長的原因，力合微歸因于電力物聯網市場業績的持續增長，訂單充足，芯片產能有效保障，以及其在智慧光伏、智能家居等領域的新的芯片產品積極推進。
筆者翻閱了力合微2023年半年度報告，歸納了以下信息：
報告中提到力合微業績增長的一個重要機遇，即2022 年四季度開始國網對于通信單元產品需求從 HPLC 全部切換到高速雙模，力合微是作為國網首批通過高速雙模模塊級產品全性能檢測的高速雙模模組供應商有效搶占了市場先機。
而除了在既有PLC通信芯片產品保持持續的銷售增長以外，2023 年上半年，力合微還推出多個新產品——面向智能家居高速電力線通信（PLC）SOC 芯片已流片成功、基于自主研發的PLC光伏芯片的光伏組件快速關斷模組已獲國際 CSA 檢測認證機構認證，在面向智能家居、智能家電全屋智能、智能照明等物聯網市場，并基于智能家居高速電力線通信（PLC）SOC 芯片研發了一系列網關 PLC 模組、智能家居、智能照明 PLC 模組等產品。
當前，力合微形成了以電力線通信芯片為核心，覆蓋芯片、模組、終端、系統等多層面的產品生態，并以持續的創新發力繼續深耕市場：
力合微2023年在研項目情況
同時，筆者也參考了東軟載波2023半年度報告：
2023年上半年，東軟載波實現總實現營業收入41019.94萬元，同比增長4.15%；實現凈利潤 4,654.91萬元，毛利率44.2%，同比下降5.55%。其中，PLC產品業務實現營業收入30829.67萬元，同比增長51.55%，毛利率達46.47%。對比其他業務，PLC產品實現了較高的利潤回報。
其中，載波科技作為上市公司主體，主要業務圍繞智能配電、智能用電、智能微電網及綜合能源應用需求，提供從表計到主站系統的全方位配套解決方案、包括窄帶低速、窄帶高速、寬帶高速及微功率無線相結合的雙模通信方案及其他多種電力線載波通信方案，包括HPLC+HRF高速雙模通信系統、智能融合終端、智能末端感知終端、微網 控制器、能源路由器、智能傳感器等關鍵設備，推動客戶側各類能源設施與電網的廣泛互聯和深度感知。
總體而言，做PLC通信業務廠商基于市場機遇都獲得了不錯的業務助力，產品利潤空間維持在40%以上，并都在基于電網領域的深耕來多維拓展業務。筆者也歸納了主要業務方向：
智慧能源
在光伏發電領域，中國占據全球70%以上市場份額，預計到2025年全球光伏裝機總量超過 400GW。根據 CPIA 預測，“十四五”期間國內光伏新增裝機量有望達 70-90GW/年。每 GW 配套約200萬片光伏 板，每年的新增光伏板數量將達到為 1.4 億到 1.8 億個。在雙碳的背景下，光伏發電廠更加關注光伏發電的效率、運維、管理，光伏能源系統全面數字化。據國家能源局統計，2023 年上半年新增光伏裝機量 78.42GW，同比增長 154%，接近 2022 年全年的新增裝機量。由此為通信技術、數據處理技術和芯片帶來巨大需求。
全屋智能
PLC 全網智能系統擁有安裝簡單、即插即用、穩定不掉線、有電即可控、低延時、響應快、復用電源線、可節省布線成本 30%- 50%等諸多優勢。2022年，華為全屋智能、AO.SMITH AI-LINK均采用以PLC技術為主的全屋智能設備互聯的通信技術，其他企業生態系統也在加速導入PLC，以PLC 通信技術為家居全屋智能的主要連接技術態勢正在形成。
充電基礎設施
當前，隨著我國新能源汽車經濟的發展，充電基礎設施建設在政策方面的支持力度進一步加大。截至2023 年 6 月底，我國累計建成各類充電樁 665.2萬臺，同比增長69.8%；今年上半年全國新建充電樁 144.2萬臺，新能源汽車銷量為374.萬輛，增量車樁比為 2.6：1，較 1：1 的理想車樁比仍有提升空間。據工信部發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）》顯示，預計到 2030 年我國新能源汽車保有量將達6420萬輛。目前市場上很多充電樁安裝在無線信號較弱的地下室，其他通信方式存在成本高、信號不 穩定的情況，而 PLC 通信技術應用以電力線傳輸，具備無布線成本、通信穩定可靠的優點。
參考資料：
1.普華有策.電力物聯網行業發展概況及細分市場分析、發展機遇挑戰、市場規模
2.集微網.電力物聯網市場訂單充足 力合微前三季度凈利潤預增超55.65%
3.華為.PLC-IOT產業白皮書
4.2023力合微半年度報告、2023東軟載波半年度報告
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